Zitat von
egonolsen
Es ist schon so, dass es Vakuumeffekte gibt, die als Vakuumfluktuationen gelten. Beispiel: Der Erwartungswert des quantisierten elektromagnetischen Feldes im Vakuumzustand (null Photonen) ist null. Die Standardabweichung, die die Intensität darstellt, allerdings nicht. Bei der Berechnung der Standardabweichung wurden allerdings keine virtuellen Teilchen verwendet, daher ist der Schluss, die virtuellen Teilchen sind die Ursache für die nichtverschwindende Standardabweichung im Vakuum, für mich nicht zwingend.
Vakuumfluktuationen sind nicht der Zustand des Vakuums, d.h. nicht das Vakuum selbst, sondern entstehen, wenn man nach einer bestimmten Größe im Vakuumzustand fragt, siehe oben.
Man muss immer schauen, was mit Vakuumfluktuationen gemeint ist, das ist nicht immer eindeutig.
Arnold Neumaier, der von mir zitierte Kritiker des "Mythos der Vakuumfluktuation" hat eine Begriffsklärung rund um "virtuelle Teilchen" vorgenommen.
Zu Vakuumfluktuationen schreibt er:
Dies [Vakuumfluktuationen] ist der Begriff, der mit der formalen Tatsache verbunden ist, dass die Verteilung eines verschmierten elektromagnetischen Feldoperators im Vakuumzustand einer freien Quantenfeldtheorie eine Gaußsche Verteilung ist. (Siehe S. 119 im Buch Quantum Field Theory von Itzykson und Zuber 1980.) Nach der Born-Regel gibt die Verteilung eines beobachtbaren Quantenfeldes die Wahrscheinlichkeiten für Messwerte für das Beobachtbare in unabhängigen, identischen Präparationen des Systems in identischen Zuständen an. Das Vorhandensein einer Gauß-Verteilung bedeutet also, dass der Wert des elektromagnetischen Feldes im Vakuumzustand nicht mit willkürlicher Genauigkeit bestimmt wird, sondern eine inhärente Unsicherheit aufweist.
Quelle https://www.physicsforums.com/insigh...ual-particles/
Übersetzt mit www.DeepL.com/Translator (kostenlose Version)
und grenzt Vakuumfluktuationen entsprechend von der üblichen Bedeutung von Fluktuationen ab:
Es lassen sich keine zeitlichen oder räumlichen Implikationen ableiten. (Die Verteilung selbst ist unabhängig von Zeit und Raum.) Daher ist es irreführend, Vakuumfluktuationen als Fluktuationen im herkömmlichen Sinne des Wortes zu interpretieren, das der traditionelle Name für zufällige Veränderungen in Raum und Zeit ist. Das Vakuum ist isotrop (d.h. gleichförmig) in Raum und Zeit und ändert sich überhaupt nicht. Die Teilchenzahl fluktuiert im Vakuumzustand nicht; sie ist genau Null, da der Vakuumzustand ein Eigenzustand des Teilchenzahloperators und seiner lokalen Projektionen in der Raumzeit ist, mit dem Eigenwert Null. Es gibt also weder Zeit noch Ort, wo das Vakuum ein Teilchen enthalten kann. Insbesondere werden in einem Vakuum nirgendwo Teilchen erzeugt oder zerstört, auch nicht im kleinsten Zeitintervall.
Das sollte IMO allerdings wohl auch Henning Genz, dem Autor des von mir verlinkten Spektrum-Artikels über das Vakkum bekannt gewesen sen, als er schrieb:
Da aber nach Auskunft der Unschärferelation zwischen Energie und Zeit die Energie fluktuiert, können Teilchen-Antiteilchen-Paare für kurze Zeiten aus dem Raum auftauchen und wieder in ihm verschwinden (siehe Abb. 6 ). Analoges gilt für die notwendigen Schwankungen des Impulses in begrenzten Gebieten. Damit auch der Impuls zusammen mit der Energie schwanken kann, muß es ›etwas‹ als deren Träger geben – seien es nun Paare massiver Elektronen und Positronen oder masselose Photonen und Felder. Bereits deshalb kann es keinen im Wortsinn leeren Raum geben.
In dem leersten Raum, den die Physik kennt, tummeln sich also nicht nur elektromagnetische Strahlen, sondern auch virtuelle Teilchen zusammen mit ihren Antiteilchen.
https://www.spektrum.de/lexikon/physik/vakuum/15034
und er schrieb es dennoch.
Eventuell fasste er den Begriff "Teilchen" etwas weiter, als die Erwartungswerte des Teilchenzahloperators?
Oder ist das nur eine Darstellung für interessierte Laien, bei dem er den von Arnold vorgeschlagenen Disclaimer:
vergessen hat?
Zitat von
egonolsen
Über die genaue Verwendung des Vakuums in Gitterfeldtheorien bin ich leider überfragt.
Schade...
Aber vielleicht kannst Du etwas zu diesem gemessenen Effekt von Quantenfluktuationen sagen, bzw. in dem Kontext der vorliegenden Diskussion einordnen?:
Zitat von
Aiki5O+
Dazu gibt es auch einen deutschen Spektrum-Artikel in dem auch steht, welche Größen da fluktuieren:
Quantenfluktuationen bewegen kiloschwere Spiegel
Wie ein Team um Haocun Yu vom MIT nun in »Nature« berichtet, sind die normalerweise voneinander unabhängigen heisenbergschen Unbestimmtheiten der Phase und der Amplitude – quasi der »Wellenhöhe« – des Lasers in dem Gerät miteinander korreliert, hängen also voneinander ab. Das passiert durch den ponderomotorischen Effekt, bei dem die Quantenfluktuationen von Phase und Amplitude die Spiegel minimal verschieben.
Im Titel und Abstract des Originalartikels kommen die Begriffe Quantenfluktuation oder Vakuumfluktuation nicht explizit vor, lediglich die Heisenbergsche Unschärfe und Quantum-Noise.
(Aus meiner Sicht ist durchaus phantastisch, dass man da, zur Messung von ART-Effekten, eine Messgenauigkeit für die Postion makroskopischer Objekte erreicht hat, bei der man an QT-Grenzen stößt und diese dann noch unterbietet. )
.